1. Konklusjon

O-ring det som ofte omtales som «70 grader, 80 grader, 90 grader» refererer vanligvis til 70 Shore A, 80 Shore A og 90 Shore A, dvs. gummiets hardhet. Jo høyere verdi, jo hardare materialet, og jo bedre er motstanden mot ekstrudering; samtidigt øker imidlertid monteringskraften, elastisiteten og overflatetilpasningen reduseres, og tilbakeføringen ved lav temperatur blir også dårligere. Derfor er ikke O-ringens hardhet nødvendigvis bedre jo høyere den er.

Den generelle tekniske utvalgslogikken er:

70A: standardprioritet. Passer de fleste statiske tetninger, konvensjonell olje, vann, pneumatiske systemer og generelle vedlikeholdsapplikasjoner. Fordelen med 70A er en relativt balansert kombinasjon av elastisitet, monteringsvennlighet, overflatetilpasning og generell anvendelighet.

80A: mellomløsning. Når 70A har en litt tydelig risiko for ekstrudering under trykk, i sprekker i rillen eller ved lette kantavskjæringer, men du samtidig ønsker å unngå den forhøyede monteringskraften, friksjonen og reduserte tilbakeføringen ved lav temperatur som 90A gir, kan 80A vurderes.

90A: prioritet på ekstruderingmotstand. Egner seg for høyt trykk, stor ekstrusjonsklaring, hydrauliske systemer eller forhold der bite/ekstrusjon/nibble har oppstått tidligere, men 90A bør ikke enkelt forstås som «mer avansert», fordi det stiller strengere krav til sporet, avfasning, monteringsfetning og initial tetting ved lave temperaturer.

Shore A er et indentasjonshardhetstestsystem. ASTM D2240 forklarer tydelig at denne testen måler indentasjonsdybden i materialet når det påvirkes av angitte forhold, og at den tilhører en empirisk kontrollindikator som ikke kan identifiseres direkte med én enkelt mekanisk egenskap. Med andre ord betyr 90A ikke «30 % høyere strekkfasthet enn 70A» – det er bare en høyere hardhetsgrad.

2. Sammenligningstabell for 70A, 80A og 90A

Denne tabellen krever en tilleggspremis: Sammenligningen må gjøres innenfor det samme materiale-systemet. NBR 70A, FKM 70A, EPDM 70A og VMQ 70A gir ikke samme ytelse — materialet avgjør kompatibilitet med medier, temperaturområde, kompresjonssett og ytelse ved lav temperatur; hardhet er bare én av parameterne i dette.

3. Hvorfor er 70A mest vanlig?

70A's kjerneverdi er «balanse».

En O-ring avhenger ikke av prinsippet «jo sterkere trykk, jo bedre tetting» for å tette – den avhenger av kompresjonsdeformasjon etter montering for å generere initielt kontakttrykk, og tetningen forsterkes ytterligere under påvirkning av medietykket. Trelleborgs O-ring-material gir typiske anbefalinger for initiell kompresjon: 6–20 % for dynamiske applikasjoner og 15–30 % for statiske applikasjoner. Dette viser at en O-ring først og fremst må kunne komprimeres rimelig, tilpasse seg overflaten og spenne tilbake, og ikke bare ha høy hardhet.

70A's fordeler inkluderer:

Enkel montering: Manuell montering, seriemontasje og vedlikeholdsutskiftning er alle mer praktiske, og det oppstår ikke lett skraper, skraper eller vrir på grunn av for høy hardhet.

God elastisitet og tilpasningsevne: Mer tolererende overfor små overflaterykkelser, svingninger i sporens dimensjoner og ujevnhet i flenser.

Mer pålitelig tetting ved lavt trykk og ved oppstart: Mange systemer i lavtrykks-, oppstarts- og temperaturendringsfaser må stole på O-ringens egen elastisitet for å opprettholde tetthet, og 70A er generelt mer fordelsrik.

Relativt bedre elastisitet ved lave temperaturer: Med samme materiale fører økt hardhet til at elastisiteten ved lave temperaturer ofte blir mindre gunstig; når elastisk gjenoppretting og kompresjonssett endres nær glasovergangssonen, er effekten på O-ringens tetthetskapasitet spesielt kritisk.

Derfor er 70A vanligvis det tekniske standardutgangspunktet, med mindre det finnes eksplisitte begrensninger knyttet til trykk, utpressing, slitasje eller konstruksjon.

4. Når bør man velge 80A?

80A er en svært verdifull overgangshardhet, men blir ofte oversett.

Anvendelser der 80A bør velges:

70A har en liten risiko for kantekstrudering under trykk; spaltetrykket er litt større, men det er ennå ikke nødvendig å gå til 90A eller bruke en støtteringsskive; systemtrykket er middels høyt; kundetilbakemeldinger om at 70A har gitt feilspor som «biting, nibbling, burring, being extruded into clearance»; kunden ønsker fortsatt å beholde en viss monteringskonformitet, elastisitet og lav restitusjon; monteringen er for vanskelig, eller den dynamiske friksjonen er slitt ut.

Apple Rubber sin designveiledning inneholder et intuitivt eksempel: ved 1000 psi trykk og 0,016 tommer total diameter-spaltetrykk faller 70 Shore A innenfor en ustabil sone og krever derfor økt hardhet, en ekstra støtteringsskive eller redusert spaltetrykk; mens 80 Shore A i samme diagram ligger innenfor en akseptabel sone. Dette viser at 80A ikke er en «kald spesifikasjon», men en svært praktisk ingeniørkompromis mellom 70A og 90A.

5. Når skal man velge 90A?

hovedmålet med 90A er ikke å «tetne bedre», men å motstå ekstrudering bedre.

Under trykk blir O-ringens tettende ring presset mot lavtrykkssiden. Hvis spillet mellom de to overflatene er for stort eller trykket for høyt, kan gummiet presses inn i spillet, noe som fører til nibbling (spissing), sprekkdannelse, oppsplittelse og til slutt lekkasje. Apple Rubber lister tydelig opp vanliga metoder for å forhindre ekstrudering av O-ringer ved trykk: øk hardheten, bruk en støttering (back-up ring), reduser diameter-spillet, eller senk systemtrykket.

Anvendelig ved valg av 90A:

Høytrykks-hydraulikk; stort trykkfall; kinematiske hjelpepar med relativt stort ekstruderingsspill; O-ringer med liten tverrsnittsareal som utsettes for relativt høyt trykk; feilmodus på stedet er tydeligvis ekstrudering, biting, nibbling – ikke aldrende, oppløsning eller kompresjonssett; sporens dimensjoner kan ikke endres, og det er ugunstig å bruke en støttering (back-up ring); må brukes sammen med en støttering (back-up ring) for enda bedre trykkpålitelighet.

Men kostnaden for 90A er også tydelig:

Monteringskraften øker betydelig; ringen kuttes eller skraper mer lett under montering; krever en bedre innføringsskråning og smøring; er mer følsom for sporens dimensjoner, overflategrovhetsnivå og kompresjonsmengde; tilbakefjæring ved lave temperaturer og starttettingens sikkerhetsmargin reduseres; risikoen for friksjon, slitasje og varmeutvikling øker i dynamiske tetninger.

Trelleborgs materiale påpeker at O-ringens kompresjonsmengde påvirkes av initialtrykk, materiale, hardhet, indre diameter og tverrsnitt, og viser kompresjons-lastedefleksjonskurven for NBR 70 Shore A sammenlignet med NBR 90 Shore A; grafen viser tydelig at jo høyere hardheten er, jo større kompresjonslast kreves, dvs. jo større monteringskraft og kompresjonsmotstand.

6. Ikke la «trykk» alene bestemme hardheten

Mange kunder spør: «Hvor stort trykk krever 70? Hvor stort trykk krever 90?»

Dette spørsmålet kan ikke besvares utelukkende ut fra trykk. Om en O-ring blir ekstrudert, avhenger minst av: trykk eller trykkdifferanse; ekstrusjonsklaring; tverrsnittsdimensjon for O-ringen; grovstruktur; materiale-system; hardhet; statisk eller dynamisk tetning; temperatur; om det finnes en støttering; og om det forekommer trykkpulsasjoner.

Apple Rubber's materiale angir tydelig at ekstrusjonsgrensen for en O-ring bestäms samtidigt av den diametralske klaringen under trykk og materialets hardhet; når skjæringspunktet mellom trykk og klaring ligger i en usikker sone, må hardheten økes, en støttering brukes eller klaringen reduseres.

Trelleborgs referansearbeidstrykk for generell O-ringer reflekterer også dette punktet: uten en støttering er vanlige statiske applikasjoner vanligvis i området fra noen MPa opp til ca. 10 MPa, avhengig av materiale, tverrsnitt og spaltbredde; etter bruk av en støttering kan trykkbelastningskapasiteten økes betydelig; dynamiske svingende applikasjoner uten støttering har en mer begrenset trykkbelastningskapasitet.

En mer nøyaktig formulering er:

7. Hardhetsvalgsprosess

Steg én: Velg først materiale, deretter hardhet

Vurder først mediet og temperaturen:

Mineralolje, hydraulikkvæske: vanlig NBR, HNBR, FKM. Varmt vann, damp, bremsevæske, polare medier: vanlig EPDM. Høytemperatur-olje, drivstoff, kjemiske medier: vanlig FKM, FFKM. Lavtemperatur, luft, deler av spesielle forhold: kan vurdere VMQ, FVMQ eller lavtemperaturspesifikke NBR/FKM.

Trelleborgs materiale viser også at temperaturområdet og fleksibiliteten ved lave temperaturer varierar mye mellom ulike elastomerer, f.eks. har FVMQ og VMQ bedre fleksibilitet ved lave temperaturer, mens lavtemperatur-egenskapene til FKM, HNBR og NBR fortsatt avhenger av den spesifikke sammensetningen.

Si ikke bare «Jeg trenger en O-ring på 70 grader.» Materialet må også oppgis samtidig.

Riktige uttrykksmåter: NBR 70 Shore A O-ring. FKM 75 Shore A O-ring. EPDM 70 Shore A O-ring. HNBR 90 Shore A O-ring.

Steg to: Se på trykk og ekstrusjonsklaring

Hvis trykket er lavt, klaringen liten og tetningen statisk, og det ikke er noen tydelig risiko for ekstrusjon, bør 70A prioriteres.

Hvis trykket øker eller klaringen er større, vurder først følgende:

Er rillens dimensjoner korrekte? Kan ekstrusjonsklaringen reduseres? Kan en støttering (back-up ring) legges til? Er det nødvendig å gå fra 70A til 80A? Må 90A brukes?

Under høyt trykk er det ofte mer stabilt å bruke en støttering enn å bare øke hardheten. Spesielt ved toveis trykk bør støttringer plasseres på begge sider for å unngå ekstrusjon som følge av endring i monteringsretning eller trykkretning.

Steg tre: Vurder monteringsforholdene

Hvis kunden monterer manuelt på stedet, og sporet har skarpe kanter, mangler smøring og krever at ringen passerer gjennom gjenger eller hull, øker risikoen for 90A betydelig.

Nøkkelpunkter for inspeksjon ved montering av O-ringer med høy hardhet: Er det en innføringsskråkant; er burr fjernet; er det brukt smøring under montering; vil ringen komme i kontakt med skarpe kanter, nøkkelgroper, gjenger eller oljehull; trengs det et monteringshylse; kan ringen vris, rulles eller strekkes for mye.

Trelleborgs materiale understreker også at riktig spordesign kan unngå skade på tetningen og tetningsfeil; monteringsposisjonen for O-ring må ha en innføringsskråkant og avrundet hjørne.

Steg fire: Vurder lavtemperatur- og starttetning

Under lavtemperaturforhold bør hardhetsvalget gjøres med større forsiktighet.

Under samme materiale vil 90A vanligvis ha en langsommere tilbakefjæring ved lav temperatur. For utstyr som krever kald oppstart, start under lavt trykk, temperatursykluser, stans ved lav temperatur og gjenopptakelse av drift, bør man ikke bare vurdere hardheten ved romtemperatur. Utilstrekkelig tilbakefjæring ved lav temperatur kan føre til utilstrekkelig kontakttrykk, noe som igjen kan føre til lekkasje ved lav temperatur.

Rekkefølgen for prioritering ved valg for bruk ved lav temperatur bør være: velg et materiale eller en spesialformulering som er egnet for lav temperatur; sikre en rimelig kompresjonsmengde; kontroller spaltetrykket i sporet; utfør eventuelt verifikasjon av kompresjonstap eller tilbakefjæring ved lav temperatur.

8. Typiske anbefalinger for valg

Konvensjonell statisk tetning

Flens, endekapsel, propp, ventilkropp – statisk tetning, moderat trykk, standard spor, ingen tydelig risiko for ekstrusjon:

Foretrukken hardhet: 70A. Grunnen er god monterbarhet, god elastisitet, pålitelig initiell tetning ved lavt trykk og stor kjøpsmulighet.

Konvensjonell pneumatiske

Trykket i pneumatiske systemer er vanligvis ikke høyt, og fokuset ligger mer på lav friksjon, montering og tilbakeføring:

Foretrukken hardhet: 70A. Hvis det er en dynamisk pneumatisk segl , vil 90A ofte i stedet medføre unødvendig friksjon og slitasjerisiko.

Generell hydraulisk

Middels-lavt trykk, rimelig sporbredde og kontrollert spill:

70A eller 80A. Hvis lett utpressing, trykkpulsasjoner eller kantbiting oppstår, kan man øke fra 70A til 80A, eller legge til en støttering.

Høytrykks-hydraulisk

Høyt trykk, stor trykkdifferanse og utpressingspill:

80A, 90A eller 70A/80A + støtteringering, spesifikt for å sjekke sporet klaring. Hvis feilmodusen tydeligvis er ekstrusjon, har 90A en betydning; men hvis feilen skyldes aldrende, oppsvelling, kompresjonssett eller uforenlig medie, løser ikke bytte til 90A den underliggende årsaken.

Tetning for lav temperatur

Lav temperatur, kald oppstart, langvarig stillstand ved lav temperatur:

Ikke øk hardheten blindt. Velg foretrukket materiale eller formel for lav temperatur; hardheten bør vanligvis ikke være for høy. 70A gir vanligvis mer pålitelig innledende passform og bedre elastisitet enn 90A.

Stor klaring eller slitasjeklaring

Hvis klaringen mellom stempelet, sylinderen, ventilstammen eller flensen er relativt stor:

Å øke hardheten er bare én metode. En bedre fremgangsmåte er vanligvis: reduser klaringen, optimaliser sporet, legg til en støtteringering, og vurder deretter 80A eller 90A.

9. Ingeniørens versjon — Dommen mantra

Kan raskt vurdere ved hjelp av følgende logikk:

Ingen tydelig utpressingsrisiko – bruk først 70A.

70A har lett utpressing eller utilstrekkelig trykkmargin – bruk 80A.

Høyt trykk, stor spalt, tydelig bitingssvikt – bruk da 90A.

Lav temperatur, lavt trykk, vanskelig montering – dynamisk lav friksjon kan ikke løses ved å øke hardheten; gå ikke lett opp til 90A.

Hardhet kan ikke løse problemer med materialusammenkompatibilitet, grovfeil eller kompresjonssett.

10. Hva innkjøp må være oppmerksom på

Innkjøp bør ikke bare bestille etter «70 grader» eller «90 grader». Anbefaler minst å bekrefte følgende felt:

Material: NBR, FKM, EPDM, HNBR, VMQ, FFKM osv.; Hardhet: f.eks. 70 Shore A, 80 Shore A, 90 Shore A; Dimensjonsstandard: GB, ISO 3601, AS568 eller ikke-standardiserte dimensjoner; Hardhetstoleranse: f.eks. 70 ± 5 Shore A, i henhold til bedriftens tegninger eller materialspesifikasjoner; Farge: svart, brun, grønn osv., men farge kan ikke brukes som erstatning for materialebekreftelse; Bruksforhold: medium, temperatur, trykk, statisk tetting/dynamisk tetting; Sertifisering: RoHS, REACH, FDA, UL, WRAS, materialerapporter osv.; Batchsporbarhet: COC, COA, materialsertifikater, testrapporter.

Kjøpsrisikopunkter:

NBR 70A og FKM 70A kan ikke behandles som ekvivalente substitutter. Samme hardhet, men oljebestandighet, varmebestandighet, kjemisk bestandighet, lavtemperatur-restitusjon og pris kan være helt ulike.

Man kan ikke anta at 90A nødvendigvis er bedre bare fordi det er hardere. 90A kan føre til monteringsvansker, lekkasje ved lavt trykk, utilstrekkelig lavtemperatur-restitusjon eller for høy dynamisk friksjon.

Når kundedrawingen angir «70», bekreft at det er Shore A. Standard notasjon bør være «70 Shore A» eller «70 ShA».

Ved feil skal du ikke bare endre hardheten. Hvis oppsvelling, sprekking, forhårdning eller permanent deformasjon oppstår, skyldes dette vanligvis materialet, temperaturen, mediet eller kompresjonsmengden – ikke hardheten.

11. Hvordan skal salgsansatte svare på kundenes hyppigste spørsmål?

Kunden spør: «Hva er forskjellen mellom 70 grader og 90 grader?»

Dette kan besvares slik: 70A er mer allsidig, har bedre elastisitet og monteringskompatibilitet, og egner seg for de fleste konvensjonelle tetninger; 90A er hardere og gir hovedsakelig bedre motstand mot ekstrudering, og egner seg for høytrykk- eller store-spill-forhold. Men monteringskraften for 90A er høyere, og tilbakefjæring ved lav temperatur samt tetningskonformitet kan avta, så det er ikke alltid best å velge den hardeste varianten. Generelt anbefales det å starte med 70A, med mindre det er en tydelig risiko for lekkasje under høytrykk.

Kunden spør: «Trengs det alltid 90 grader ved høy trykk?»

Kan svare på denne måten: ikke nødvendigvis. For tettning under høyt trykk må man samtidig vurdere trykket, spaltekleringen i sporet, tverrsnittsdimensjonen og om det er en støtteringsskive (back-up ring); 90A er mer motstandsdyktig mot ekstrusjon, men hvis spaltekleringen i sporet er for stor, er det ikke pålitelig å kun øke hardheten – vanligvis trengs fortsatt en tilpasset støtteringsskive eller et optimalisert spor.

Kunden spør: «Min opprinnelige O-ring med 70 grader lekket – vil bytte til 90 grader virke?»

Kan svare på denne måten: må først analysere årsaken til lekkasjen. Hvis kanten på O-ringen er blitt ekstrudert eller bitt, kan oppgradering til 80A eller 90A hjelpe, eller en støtteringsskive kan legges til. Hvis lekkasjen skyldes aldrende, oppsvelling, kompresjonssett, sprukne områder eller utilstrekkelig elastisitet ved lave temperaturer, vil ikke bytte til 90A nødvendigvis hjelpe – og kan faktisk forverre montering og elastisitet.

Kunden spør: «Er 80 grader nødvendig?»

Kan svare på denne måten: Ja, 80A er en kompromissløsning mellom 70A og 90A, egnet for litt høyere trykk enn vanlig, med bekymring for ekstrusjon, men uten at 90A blir for hard og monteringskraften for stor; ofte er 80A mer stabil enn å gå direkte til 90A.

12. Endelig anbefaling

Vanlig valg: 70 Shore A. Dette er standardhårdheten for de fleste O-ringene og tar hensyn til tetting, elastisitet, montering og kostnad.

Økt trykk eller økt risiko for ekstrusjon: 80 Shore A. Dette er en kompromissløsning som går fra generell tetting til ekstrusjonsbestandig tetting.

Høyt trykk, stor spalt, tydelig ekstrusjonsfeil: 90 Shore A. Samtidig må imidlertid sporet, støttering, avrunding, smøring, rekobling ved lav temperatur og monteringskraft kontrolleres.

Sammendrag: 70A er ansvarlig for mangfoldighet og balanse, 80A er ansvarlig for kompromiss og retting, 90A er ansvarlig for motstand mot ekstrudering; jo høyere hardheten er, jo sterkere er motstanden mot ekstrudering, men elastisitet, montering og tilbakeføring ved lave temperaturer betaler en tilsvarende pris.